大學(xué)物理教學(xué)的思考與探討

【摘要】大學(xué)物理學(xué)是一門公共基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接影響學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，事關(guān)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，故此必須改變現(xiàn)行的教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理學(xué) STS教育 多媒體教學(xué)

【基金項(xiàng)目】廣西壯族自治區(qū)高校自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）04-0228-02

大學(xué)物理學(xué)是高等院校理工科各專業(yè)開設(shè)的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，應(yīng)該是豐富多彩、有趣又有用的課程，但是卻被理工科學(xué)生普遍認(rèn)為最沒(méi)用、最難學(xué)、沒(méi)幾個(gè)人愿意學(xué)的一門課程。為什么會(huì)造成這種現(xiàn)象呢？當(dāng)然這與當(dāng)前不斷壓縮的學(xué)時(shí)、教學(xué)內(nèi)容陳舊、脫離實(shí)踐、脫離社會(huì)、教學(xué)模式單調(diào)、教學(xué)方式單一等有關(guān)，這與當(dāng)前的社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求也是格格不入的。目前很多教育專家呼吁高校應(yīng)該加強(qiáng)大學(xué)物理的教學(xué)，充分認(rèn)識(shí)大學(xué)物理在培養(yǎng)人才的重要作用和地位[1-2]。要確立大學(xué)物理在基礎(chǔ)課中的地位以及加強(qiáng)大學(xué)物理的教學(xué)，要提倡和鼓勵(lì)教師進(jìn)行大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，發(fā)揮該課程的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[3-6]。

一、大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)行教育的基本模式為聽話教育、分?jǐn)?shù)教育和知識(shí)教育。高等院校的教育應(yīng)該是面向現(xiàn)代化，把培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才的精英教育模式逐步轉(zhuǎn)向大眾教育模式。目前，盡管有些教師在大學(xué)物理課程教學(xué)中也采用了一些現(xiàn)代化的教學(xué)手段來(lái)配合知識(shí)的傳授，但由于課時(shí)緊張及教學(xué)任務(wù)繁重，所以大部分教師還是只重視學(xué)習(xí)的結(jié)果，不重視教學(xué)的過(guò)程。長(zhǎng)此以來(lái)就形成了這種模式，就是從概念出發(fā)，按照“概念——性質(zhì)與理論——公式——應(yīng)用的模式來(lái)組織和教學(xué)，學(xué)生同樣也按照這個(gè)模式接受教師傳授的知識(shí)，學(xué)生也就失去學(xué)習(xí)的興趣，雖然體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)地位，卻喪失了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，忽視了學(xué)生的主體地位。

而大學(xué)物理學(xué)是在大學(xué)第一學(xué)年的下學(xué)期開設(shè)的，對(duì)于剛?cè)胄２痪玫膶W(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)目標(biāo)不太明確，學(xué)習(xí)物理的目的也不太明朗。一些學(xué)生脫離了家長(zhǎng)和班主任的約束，還存在著“修整“的心理，思想上有一定的惰性；也有部分學(xué)生由于中學(xué)物理課的基礎(chǔ)不太好，對(duì)大學(xué)物理產(chǎn)生了畏懼心理。學(xué)生面對(duì)學(xué)時(shí)少、難度較大的大學(xué)物理課程，表現(xiàn)各異：（1）學(xué)習(xí)較認(rèn)真的學(xué)生上課能認(rèn)真聽講，但也只是被動(dòng)的機(jī)械的跟著教師演繹的思路進(jìn)行，套用公式完成作業(yè)，考出較好的成績(jī)而已；（2）另有一部分學(xué)生是上課時(shí)的前一段時(shí)間能聽講，往后則自行其是（自己看參考書或課本等），最后只要能應(yīng)付考試就行；（3）還有一部分學(xué)生是感到上課單調(diào)枯燥，不聽講，最后是考試難以通過(guò)。因此，從大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀、學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思想實(shí)際出發(fā)，在大學(xué)物理課堂教學(xué)中，要實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)21 世紀(jì)創(chuàng)新教育的理念，最重要的一環(huán)是突破舊的“知識(shí)教育”的模式。

二、對(duì)大學(xué)物理學(xué)教學(xué)改革的探討

由于物理學(xué)不斷向縱深發(fā)展和橫向外延，才使得眾多的交叉學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生，迎來(lái)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的春天。以基礎(chǔ)物理學(xué)為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，則是高等院校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課程，它所涉及的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，也是一個(gè)科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的基礎(chǔ)知識(shí)。因此大學(xué)物理課程的教學(xué)在為學(xué)生系統(tǒng)地打下必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)等方面，具有其它課程不能替代的重要作用。由于目前高等院校教學(xué)存在著各種弊端，以及國(guó)內(nèi)外正在進(jìn)行的教育教學(xué)改革趨勢(shì)，使得大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)改革勢(shì)在必行，因?yàn)闆](méi)有深刻的教學(xué)改革就不能保證本科教學(xué)質(zhì)量的提高、更不能保證創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本文從不同方面，闡述了實(shí)施大學(xué)物理教學(xué)改革的措施和途徑。

1.把STS教育思想浸透到教學(xué)內(nèi)容中

STS（Science，Technology and Society）是一門研究“科學(xué)——技術(shù)——社會(huì)”相互交叉的學(xué)科。在大學(xué)物理學(xué)STS教育的教學(xué)內(nèi)容中可以結(jié)合物理學(xué)科與社會(huì)生產(chǎn)和生活之間的聯(lián)系，找出開展STS教育的切入點(diǎn)，挖掘出物理教學(xué)中的STS內(nèi)容，其內(nèi)容包括以下各點(diǎn)：與生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用的物理知識(shí)、攜帶物理學(xué)科技前沿、與物理學(xué)知識(shí)相關(guān)的重大社會(huì)問(wèn)題、與物理學(xué)相關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題、物理知識(shí)的社會(huì)性質(zhì)、物理學(xué)發(fā)展過(guò)程、與個(gè)人和社會(huì)生活密切相關(guān)的知識(shí)和實(shí)踐。大學(xué)物理學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中，先進(jìn)的科學(xué)前沿理論與陳舊的教學(xué)內(nèi)容的矛盾日益尖銳，已經(jīng)到了影響培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的地步。因此，在大學(xué)物理課程教學(xué)中，應(yīng)該結(jié)合經(jīng)典內(nèi)容相關(guān)的新理論和新方法。比如新興材料的研制及應(yīng)用、超導(dǎo)體的制備及應(yīng)用、現(xiàn)代航空航天技術(shù)、信息技術(shù)、物理農(nóng)業(yè)技術(shù)、通訊技術(shù)、大型及超大型集成電路技術(shù)、核電站、火力電站、激光全息攝影和防偽技術(shù)等，使物理教學(xué)具有時(shí)代氣息，更貼近生活和社會(huì)。在教學(xué)過(guò)程中也要顧及學(xué)生的參與學(xué)習(xí)，以及學(xué)生參與目的性和實(shí)效性，保證學(xué)生有足夠的時(shí)間和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

除此之外，還可以在實(shí)踐教學(xué)中創(chuàng)建大學(xué)物理STS教育模式。STS教育中多采用師生互動(dòng)方式和師生全員對(duì)話溝通方式的師生間的溝通模式，充分體現(xiàn)教師的引導(dǎo)、指導(dǎo)、誘導(dǎo)和教導(dǎo)等方面作用。現(xiàn)代教師具有多重角色，由于社會(huì)的重任和與物理技術(shù)相關(guān)的高新技術(shù)的迅速發(fā)展，因此現(xiàn)代社會(huì)需要物理教師終身學(xué)習(xí)。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，大學(xué)物理教師從傳授知識(shí)模式向現(xiàn)代教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，向?qū)W(xué)生置于由教師所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生直面教師所設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)其意義并解決社會(huì)存在的問(wèn)題，建構(gòu)知識(shí)的模式轉(zhuǎn)移。教師所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境可從學(xué)校到社會(huì)，教師需要設(shè)計(jì)出能夠調(diào)動(dòng)校內(nèi)外的種種教育資源的教學(xué)方案，教師的作用不再只是教授，而且要設(shè)計(jì)和構(gòu)造STS環(huán)境。將課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)的結(jié)合，這也有助于STS理論與實(shí)踐的結(jié)合與統(tǒng)一。

2.多媒體技術(shù)的引入

在教育信息化的浪潮中，信息技術(shù)與課程整合已經(jīng)成為最重要的課題之一。我國(guó)高度重視信息技術(shù)與課程的整合，在新課程中明確了信息技術(shù)與課程整合的目標(biāo)與內(nèi)容，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，國(guó)內(nèi)各高校，大學(xué)物理學(xué)應(yīng)用多媒體課件進(jìn)行全程教學(xué)活動(dòng)已經(jīng)展開。將現(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用于大學(xué)物理學(xué)將大大地?cái)U(kuò)展傳統(tǒng)的教育手段，使大學(xué)物理教學(xué)更形象、更高效、更有利于培養(yǎng)學(xué)生理解和解決問(wèn)題的能力。

多媒體課件是上課前已經(jīng)做好的，在教學(xué)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)翻PPT、節(jié)奏快、忽視與學(xué)生的交流、也沒(méi)有充分利用多媒體創(chuàng)造教學(xué)情境。無(wú)論是板書還是多媒體教學(xué)，都應(yīng)該以“學(xué)生為中心”進(jìn)行科學(xué)、和諧、人文、德育的教學(xué)活動(dòng)，這也正是韓愈所說(shuō)的“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”的真正含義和愿望。如果教學(xué)活動(dòng)出現(xiàn)了死板、滿堂灌、填鴨式的行為，也就違背了教學(xué)活動(dòng)原來(lái)的初衷。

（1）遵循教育教學(xué)規(guī)律，控制好課堂教學(xué)的節(jié)奏。使用多媒體教學(xué)不僅節(jié)省了教師大量的板書時(shí)間，還可以讓教師有更多的時(shí)間對(duì)物理現(xiàn)象、規(guī)律、方法和各種問(wèn)題的分析和講解。向?qū)W生展示更多的教學(xué)資料，增加課堂教學(xué)的信息量，同時(shí)也要處理好大信息量和恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)節(jié)奏的協(xié)調(diào)關(guān)系。因?yàn)?，物理學(xué)的知識(shí)一般都有一定難度，需要時(shí)間思考和消化，因此，在使用多媒體教學(xué)時(shí)，教師要借鑒傳統(tǒng)教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)，一定要控制好講解速度和演播節(jié)奏，做到“講解、顯示與學(xué)生思維三者關(guān)系的協(xié)調(diào)進(jìn)行”。要留給學(xué)生思考理解的時(shí)間和空間，并隨時(shí)注意與學(xué)生的互動(dòng)。對(duì)于重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容還要反復(fù)講解、演播，也可以采用合適的Flash或者視頻錄像來(lái)幫助學(xué)生的理解。對(duì)于例題以及重難點(diǎn)部分還可以利用網(wǎng)絡(luò)下載課件來(lái)幫助解決。

（2）“以學(xué)生為中心”，與學(xué)生的交流。在課堂教學(xué)過(guò)程中，師生是相輔相成、缺一不可的，教師要把握住自己的主導(dǎo)地位，以學(xué)生為主體的教學(xué)活動(dòng)。教師不應(yīng)充當(dāng)多媒體的操縱者、解說(shuō)員，而應(yīng)是師生情感交流的控制者和調(diào)節(jié)者。只有與學(xué)生的交流，教師才能判斷學(xué)生是理解或是疑惑，進(jìn)而調(diào)整自己的教學(xué)節(jié)奏、講授方法和組織形式等。在教學(xué)過(guò)程中，最忌諱的是坐在電腦前操縱鼠標(biāo)，對(duì)著屏幕講解，忘記了正常的交流互動(dòng)環(huán)節(jié)，使教學(xué)活動(dòng)變成了一個(gè)人的獨(dú)角戲。學(xué)校應(yīng)該為教師配備PPT遙控器和移動(dòng)麥克風(fēng)，使教師能夠行走自如，合理自如地運(yùn)用肢體語(yǔ)言，更加生動(dòng)地講解，隨時(shí)與學(xué)生交流，不受任何限制。

（3）充分利用多媒體創(chuàng)造教學(xué)情境。信息技術(shù)與課程的整合，不僅僅是把信息技術(shù)作為一種輔助教學(xué)的工具，而是要營(yíng)造一種信息化的教學(xué)環(huán)境。但是，仍有部分教師，認(rèn)識(shí)不到信息技術(shù)與課程整合的真正內(nèi)涵，只是把多媒體當(dāng)作黑板來(lái)使用，沒(méi)有充分利用它的真正功效，使它充分發(fā)揮黑板所不具有的一切功能，為教學(xué)服務(wù)。為了讓學(xué)生更好地理解物理學(xué)的博大精深，可以配以照片、圖片、動(dòng)畫或視頻，這樣才能使教學(xué)生動(dòng)、形象，利于學(xué)生吸收知識(shí)。當(dāng)然，有些演示實(shí)驗(yàn)（如布朗運(yùn)動(dòng)、水波的產(chǎn)生、干涉與衍射實(shí)驗(yàn)等）是不可能在課堂上演示的，只有通過(guò)錄像結(jié)合圖片進(jìn)行大屏幕演示。

3.在大學(xué)物理教學(xué)中開展探究式教學(xué)的程序

結(jié)合創(chuàng)新教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，在大學(xué)物理教學(xué)中開展探究式教學(xué)有計(jì)劃、有步驟地實(shí)施教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)特點(diǎn)、教師教學(xué)水平和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。如大學(xué)物理“單縫和圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射”一節(jié)，既是波動(dòng)光學(xué)一章中的重點(diǎn)，又是難點(diǎn)，即可采用探究式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題。針對(duì)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)不足，但好奇心和探究欲強(qiáng)烈的心理，教師可運(yùn)用多媒體展示單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)裝置和光路圖，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬演示如下情境：①單縫衍射和衍射圖樣；②射角的變化、入射光波長(zhǎng)及介質(zhì)折射率的變化導(dǎo)致的條紋間距的變化；③縫寬的變化導(dǎo)致衍射條紋的變化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)圖樣的變化，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，學(xué)生就會(huì)自然而然地提出問(wèn)題：①單縫衍射的規(guī)律是什么；②衍射圖樣中明暗條紋形成的條件是什么；③條紋間距變化的規(guī)律是什么；④條紋移動(dòng)的規(guī)律是什么；⑤如是圓孔，那么圓孔衍射的圖樣又是什么樣的。然后給學(xué)生兩分鐘時(shí)間，讓學(xué)生進(jìn)行思考和討論，進(jìn)而進(jìn)入下一步的探究式教學(xué)程序。

（2）啟發(fā)思考，猜想與假設(shè)。猜想是對(duì)問(wèn)題的事實(shí)尋求可能的解釋，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性想象力的有效途徑。盡管學(xué)生的猜想往往不一定是最終的科學(xué)結(jié)論，但這種猜想也不是毫無(wú)根據(jù)的胡思亂想，它要根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、一定的實(shí)驗(yàn)和觀察結(jié)果，如前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的光的相干性、光程和光程差、楊氏干涉及等傾干涉等。這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)也可借助“頭腦風(fēng)暴法”進(jìn)行。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)探究。教師將全班學(xué)生按其特點(diǎn)分為幾個(gè)探究小組，每小組5～8 人，開展組內(nèi)合作學(xué)習(xí)。編組完成后，各小組即圍繞教學(xué)內(nèi)容開始閱讀單縫和圓孔衍射的教材內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備條件設(shè)計(jì)出探究單縫和圓孔衍射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方案，詳細(xì)寫出操作步驟，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)記錄表格，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。教師在此過(guò)程中要注意引導(dǎo)和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)完成后，各組總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)教材的自學(xué)與理解，在教師引導(dǎo)下得出單縫衍射的規(guī)律、干涉明暗條紋形成的條件、條紋間距變化及其移動(dòng)的規(guī)律等。

（4）歸納總結(jié)，意義建構(gòu)。為鞏固和掌握新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，教師應(yīng)繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情景引導(dǎo)學(xué)生探究?？赏ㄟ^(guò)多媒體展示單縫和圓孔衍射的實(shí)驗(yàn)裝置和光路圖，讓學(xué)生結(jié)合教材自主探究出單縫和圓孔衍射的規(guī)律、衍射明暗條紋形成的條件及條紋間距、條紋移動(dòng)的規(guī)律等。接下來(lái)，教師再通過(guò)多媒體對(duì)比展示單縫衍射、圓孔衍射的實(shí)驗(yàn)裝置和光路圖，對(duì)比所形成的衍射圖樣，在引導(dǎo)學(xué)生分析、比較各種衍射圖樣特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)兩種衍射的有關(guān)概念及衍射規(guī)律等進(jìn)行概括總結(jié)，對(duì)探究過(guò)程中沒(méi)涉及到的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行必要的補(bǔ)充，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握。

（5）遷移運(yùn)用，設(shè)計(jì)創(chuàng)新。運(yùn)用和創(chuàng)新是學(xué)習(xí)的最終目的，為此教師可通過(guò)錄像展示光的衍射在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用：①展示衍射光柵，講解其結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生闡述其工作原理并進(jìn)行一次最小分辨率的測(cè)量；②展示技術(shù)工人利用電子顯微鏡測(cè)量電子波的波長(zhǎng)等，讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作。通過(guò)實(shí)例的展示和學(xué)生的親身實(shí)踐，不但能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移運(yùn)用，而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲，為學(xué)生以后的科技創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

結(jié)合物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特點(diǎn)，在大學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施探究式教學(xué)是非常適宜的。它不但能激發(fā)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)物理課程的興趣和熱情，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的意義建構(gòu)，而且能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生的自主思維，讓學(xué)生學(xué)到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

總之，大學(xué)物理教學(xué)蘊(yùn)含著科學(xué)的方法，如何才能取得更好的教學(xué)效果，不只是掌握科學(xué)的教學(xué)理論就能達(dá)到的，還需要在教學(xué)過(guò)程中逐步的摸索實(shí)踐。也可以觀摩有經(jīng)驗(yàn)的教師的示范課，借鑒別人的長(zhǎng)處，不斷豐富、提高自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，更好的完成教學(xué)任務(wù)。

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